KR20220050957A - 화재 방지 및 진압 장치, 재료, 시스템 및 그 사용 방법 - Google Patents

화재 방지 및 진압 장치, 재료, 시스템 및 그 사용 방법 Download PDF

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Abstract

화재 방지 및 진압 장치, 재료, 시스템 및 그 사용 방법이 개시된다. 화재 소화 장치에 있어서,
공기 유도, 냉각 매체의 양 감소, 방출 시간을 늘릴 수 있는 형태의 작용제/연소실을 채용함과 더불어, 수렴-발산 노즐 (convergent-divergent nozzle)을 불꽃 발생기 (pyrotechnic generator)에 결합함으로써 방출 특성을 향상시킨다. 화재 소화 장치에 있어서, 시트, 패널, 또는 다른 형상의 에어로졸 소화 작용제 (aerosol extinguishing agent)가 화재가 발생할 수 있는 인클로저 내부에 배치된다. 일단 발화되면, 에어로졸 소화 물질 (aerosol extinguishing material)이 연소되면서 에어로졸 입자를 발생시켜서 직접 분출함으로써 화재를 진압한다. 에어로졸 작용제 (aerosol agent)는 의도하지 않은 화재로부터 발생한 화염이나 열에 의해 발화될 수 있다. 또는, 전자 개시제 (electric initiators)를 이용하여 인위적으로 발화시킬 수도 있다. 자동 화재 감지 장치, 전자적 수동적 방법, 또는 기계적/열적 개시제가 전자 개시제 (electric initiators)로 발화 신호를 전달한다.

Description

화재 방지 및 진압 장치, 재료, 시스템 및 그 사용 방법
본 출원은 2019년 8월 26일자로 출원된 미국 특허출원 제62/891,707호 및 2020년 4월 3일자로 출원된 미국 특허출원 제63/004,828호에 대한 우선권을 주장하며, 상기 우선권의 기초가 된 출원서에 기재된 내용은 본 출원서에 결합되어 (hereby expressly incorporates by reference) 본 출원의 일부를 구성한다.
본 발명은 특히 구획된 공간 및 인클로저 (compartments and enclosures)에서 사용하기 위한 화재 방지 및 진압 장치, 재료, 시스템, 및 그 사용 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 부분적으로 수렴-발산 노즐 (convergent-divergent nozzle)을 구비한 에어로졸 발생기 (aerosol generator) 및 분사 (discharge)를 향상시킬 수 있는 추가 특징에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명은 수렴-발산 노즐을 갖는 에어로졸 발생기에 관한 것이다. 에어로졸 발생기는 추가 냉각을 위한 공기 유도 및/또는 냉각 매체의 감소된 양 (reduced quantity of cooling media) 및/또는 화재 소화 시스템에 사용되는 길쭉한 에이전트 (elongated agent) 및 연소실 (combustion chamber) 같은 특징을 갖는다.
본 발명은 또한 설치가 간편한 에어로졸 소화제 (fire extinguishing agent)에 대한 것이다. 에어로졸 소화제는 설치가 단순하고, 좁은 공간에도 설치될 수 있고, 무게가 가볍고, 화재 소화 장치의 부품 가격을 낮출 수 있고, 설치 비용을 절감할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 고체 에어로졸 소화제는 패널, 시트 형상이거나, 또는 다양한 규칙적 또는 불규칙한 기하학적 고체이거나, 또는 코팅의 형태일 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 고체 에어로졸 소화제는 별도의 하우징이나 용기 (significant housings or containers) 없이도 구획된 공간 또는 인클로저 (compartments or enclosures)에 사용될 수 있다.
1990년대 초에, 불꽃으로 생성된 에어로졸 작용제(pyrotechnically generated aerosol agents: 응축 에어로졸 작용제로도 알려짐)가 화재 진압에 효과적이라는 것이 발견되었다. 이 시스템은 육상, 해상/해군, 차량, 철도 및 항공 분야에서 다른 소화 시스템을 대체할 수 있다.
작용제 (agent)는 용기에서서 에너지 고체를 고온 증기로의 연소시킴으로써 생성되고, 생성된 뜨거운 기체/미립자 물질이 화재 영역으로 방출된다.
배출물 (discharge)을 냉각시키고 화염의 분출을 방지하기 위해 일반적으로 용기의 배출 경로에 열을 흡수하는 고체 물질 및 스크리닝 (heat absorbing solid material and screening)이 설치된다.
열 흡수 재료 및/또는 스크리닝을 사용할 경우, 다음과 같은 단점이 있다.
"슬래그"의 생성 - 고온 작용제(hot agent: 증기, 미립자 및 가스)를 냉각하면 초기 단계에서 초기 작용제 (initial agent)가 고온 액체로 응축되어 상기 발생기에서 떨어지는 (drip) 현상이 일어난다. 그 결과, 떨어지는 고온 액체 (hot dripping liquid)에 취약한 발생기 아래에 위치한 것은 손상될 수 있다. 고온 에이전트(hot agent: 증기, 미립자 및 가스)의 높은 열은 흡열재 (heat absorbing material)에 상당한 온도 충격 (significant temperature shock)을 일으키고, 고체 재료의 외부 층이 내부 층보다 빠르게 가열되어 고체 냉각 재료 (solid cooling material)를 파쇄 (fracture) 시킬 수 있는 열 응력 (thermal stress) 현상이 발생된다. 이러한 파쇄로 인해 작은 조각 형태의 매우 뜨거운 고체 물질이 생성되고, 이는 외부로 배출되거나 상기 발생기 (generator) "뱉어내어 (spit-out)"진다. 본 발명에서 "슬래그"라는 용어는 액체가 방울져 떨어지는 현상 (dripping)과 뱉어내는 현상 (spitting)을 지칭한다. 이 "슬래그"는 손상, 오염을 초래할 수 있으므로, 소화 시스템으로 보호하고자 하는 화재 영역 (fire area)에서 제거되어야 한다. 컴퓨터실이나 서버실과 같은 공간은 디젤 엔진이 있는 방보다 슬래그로 인한 손상에 더 취약하다. 따라서, 청소의 필요성이 더 크다.
배출 모멘텀 감소 (Reduction in the momentum of the discharge) - 효과적인 소화 시스템이 되기 위해서는 발생기로부터의 배출 (discharge from the generators)된 것이 구획된 공간을 채우는 데 효과적이어야 한다. 분사로 인해 상당한 모멘텀을 갖는 작용제 (agent)을 보호대상 공간 (protected space)내에 존재하는 공기와 혼합하면, 효율적으로 이러한 효과를 얻을 수 있다. 냉각 재료 및/또는 스크린 (cooling materials and/or the screens)은 배출을 방해할 수 있고, 그 결과 모멘텀을 감소시키고 발생기의 효율성을 떨어뜨릴 수 있다.
너무 짧아서 방출된 작용제 (agents)를 보호 대상 인클로저에 완전히 혼합할 수 없을 정도의 방출 시간 ? 본 발명에 따른 불꽃 발생기는 일반적으로 30초 또는 그 이하의 짧은 방출 시간을 갖는다. 한편, 화재 방지 규정이 최대 60초 또는 해양 애플리케이션의 경우 최대 120초까지의 방출 시간을 허용한다. 방이나 인클로저 (room or other enclosure)에서 작용제 (agent)이 잘 혼합하기 위해서는 증가된 모멘텀 (increased momentum)과 더 긴 배출 시간 (longer discharge time)을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 에어로졸 시스템에 따르면, 에너지 고체 (energetic solid)를 연소하여 고온 증기를 발생시키면, 작용제가 용기 (container)내에 생성된다. 발생된 고온 기체/미립자 물질이 화재 영역으로 배출된다. 배출물을 냉각시키고 화염의 분출을 방지하기 위해, 일반적으로 용기의 배출 경로에 열을 흡수하는 고체 물질 및 스크린 (heat absorbing solid material and screening)이 설치된다.
자동차의 연료 탱크 주변에는 건조 화학 소화 분말(dry chemical extinguishing powders)이 포함된 얇은 금속 패널이 배치되어 있다. 차량이 후진할 경우, 연료 탱크가 파열될 가능성이 있고, 이 경우, 상기 소화제 (extinguishing agent)가 포함된 패널도 파열된다. 따라서, 건조 분말 작용제가 분산되면서 화재를 예방하거나 화재가 진압된다. Ford Crown Victoria 경찰 차량 (Ford Crown Victoria police vehicles) 중 일부에 이러한 건조 화학 소화 패널 (dry chemical agent panels)가 설치된 바 있으며, 이러한 차량들은 테스트 및 실제 사고 모두에서 화재 진압에 성공적이었다. 미군 (US military)은 차륜 (wheel-wells)등을 보호하기 위해 장갑차 (armored vehicles)에도 이와 유사한 패널을 설치했다. 에어로졸 작용제 (Aerosol agents)는 이러한 적용예에서 사용되지 않았다.
본 발명의 일 실시예에 따른 화재 진압 시스템는 에어로졸 물질 (aerosol material) 및 불꽃 발생기 (pyrotechnic generator) 중 하나 이상을 포함하며, 상기 에어로졸 물질은 잠재적인 화재 위험물 상부에 또는 잠재적인 화재 위험물과 물리적으로 근접한 위치에 배치되고, 상기 에어로졸 물질은 열 또는 화염 중 적어도 하나에 노출됨으로써 작동(actuated)된다. 일 실시예에 따르면, 상기 에어로졸 물질의 형상은 다음 중 적어도 하나이다: 에어로졸 화재 진압 물질이 함침된 연질 시트 (flexible sheet), 에어로졸 화재 진압 물질이 함침된 경질 시트 (rigid sheet), 잠재적 화재 위험물의 상부 또는 잠재적 화재 위험물과 물리적으로 근접한 표면에 적용된 코팅 (coating); 실린더, 피라미드, 프리즘, 직육면체 (rectangular parallelepiped), 구, 불규칙한 쉘 (irregular shell), 이들의 조합 중 적어도 하나의 형태를 갖는 3차원 솔리드 (three-dimensional solid); 속이 빈 (hollow), 관통형 (solid-through), 중실형의 다공성 (solid but porous throughout) 구조 중 하나; 및 이들의 조합.
일 실시예에 따르면, 상기 에어로졸 화재 진압 물질은 질산칼륨 (potassium nitrate); 탄산 칼륨 (potassium carbonate); 에폭시 (epoxies) 또는 유기 수지 (organic resins); 디시안디아미드(dicyandiamide; DCDA); 마그네슘 (magnesium) 중 적어도 하나를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 에어로졸 물질은 복수개 층의 에어로졸 화재 진압 물질 (a plurality of layers of aerosol fire suppression substance)을 포함한다. 상기 복수개 층은 적어도 2개 층이며, 제1층의 에어로졸 화재 진압 물질은 제2층의 에어로졸 화재 진압 물질과 상이하다.
일 실시예에 따르면, 상기 화재 진압 시스템은 개시제 (initiator)를 더 포함한다. 상기 개시제 (initiator)는 상기 에어로졸 물질에 결합되어 에어로졸 화재 진압 물질 (aerosol fire suppression substance)의 구동을 촉진한다.
일 실시예에 따르면, 상기 화재 진압 시스템은 화재 감지기를 더 포함한다. 상기 화재 감지기는 상기 개시제에 결합된다. 소정의 온도를 초과하는 열, 화염, 소정의 농도를 초과하는 연소 생성물 (combustion products), 소정의 성분 (at least predetermined constituent)을 갖는 연소 생성물 (combustion products) 중 적어도 하나가 검출되면, 상기 화재 감지기는 상기 개시제를 구동시킨다.
일 실시예에 따르면, 상기 화재 진압 시스템은 제어장치 (control apparatus)를 더 포함하며, 상기 제어장치는 상기 개시제 및 상기 에어로졸 물질에 결합된다.
일 실시예에 따르면, 상기 제어 장치는 상기 개시자가 사람에 의해 선택적으로 작동되도록 수동 작동기 (a manual actuator)를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 화재 진압 시스템는 화재 감지기 (fire detector)를 더 포함하며, 상기 화재 감지기는 상기 개시제 및 상기 제어 장치와 결합되어 있다. 소정의 온도를 초과하는 열, 화염, 소정의 농도를 초과하는 연소 생성물 (combustion products), 소정의 성분 (at least predetermined constituent)을 갖는 연소 생성물 (combustion products) 중 적어도 하나가 검출되면, 상기 화재 감지기는 상기 개시제를 구동시킨다. 상기 화재 위험물 (fire hazard)은 장치 (device) 및 프로세스 시스템 (process system) 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 제어 장치는 상기 장치의 작동을 모니터링하는 모니터링 장치 (monitoring apparatus)에 결합된다. 그러한 장치는 자동차 또는 설비 (a vehicle or a facility)의 배터리 또는 배터리 뱅크 (bank of batteries)일 수 있다. 화재 위험이 현저한 어떠한 종류의 제조 시스템이나 구동 시스템도 상기 프로세스 시스템 (process system)이 될 수 있다.
본 발명은 또한 부분적으로 화재 진압 시스템을 제공한다. 상기 화재 진압 시스템은 적어도 하나의 에어로졸 물질; 불꽃 발생기; 및 적어도 하나의 수렴-발산 노즐 을 포함한다. 상기 에어로졸 물질은 잠재적인 화재 위험물 상부에 또는 잠재적인 화재 위험물에 물리적으로 근접하여 배치된다. 상기 에어로졸 물질은 열 또는 화염 중 적어도 하나에 노출되면 작동된다. 또한 에어로졸 물질은 다음 중 하나의 형상을 갖는다: 에어로졸 화재 진압 물질이 함침된 연질 시트 (flexible sheet), 에어로졸 화재 진압 물질이 함침된 경질 시트 (rigid sheet), 잠재적인 화재 위험물 상부 또는 잠재적인 화재 위험물과 물리적으로 근접한 표면에 적용되는 코팅. 상기 불꽃 발생기는 출구를 갖는 연소실을 포함하고 작동 시 화재 진압제를 생성한다. 상기 수렴-발산 노즐은 상기 연소실의 출구에 직접 결합된다. 상기 노즐은 화재 진압제 (fire suppression agent)가 잠재적인 화재 위험물을 향하도록 배치되거나, 화재 진압제로 구획 또는 인클로저를 채우는데 (flooding a compartment or enclosure with the fire suppressing agent) 매우 효과적인 형태로 배치된다.
본 발명은 또한 화재 진압 장치 (fire suppression apparatus)를 제공한다. 화재 진압 장치는 불꽃 발생기 (pyrotechnic generator); 및 적어도 하나의 수렴-발산 노즐 (convergent-divergent nozzle)을 포함한다. 불꽃 발생기는 작동 시 화재 진압제 (fire suppression agent)를 생성하며, 배출구(outlet)를 갖는 연소실 (combustion chamber)을 포함한다. 상기 수렴-발산 노즐 (convergent-divergent nozzle)는 상기 연소실의 상기 출구에 직접 연결된다.
일 실시예에 따르면, 공기 유도 쉘이 불꽃 발생기에 결합되고, 상기 적어도 하나의 수렴-발산 노즐을 둘러싼다. 상기 공기 유도 쉘은 내부에 하나 이상의 구멍 (aperture)을 가진다. 상기 적어도 하나의 수렴-발산 노즐로부터 방출되는 배출 흐름을 따라 상기 구멍을 통해 주변 공기 (surrounding environmental air)가 이끌어내어지고 혼입 (educted and entrained)된다.
일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 냉각 매체가 상기 적어도 하나의 수렴-발산 노즐의 출구 하류에 배치된다.
일 실시예에 따르면, 스크린이 상기 적어도 하나의 수렴-발산 노즐의 출구로부터 하류에 배치된다.
일 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 수렴-발산 노즐은 복수개의 수렴-발산 노즐 (a plurality of convergent-divergent nozzles)을 포함한다. 일 실시예에 따르면, 상기 수렴-발산 노즐들은 상기 불꽃 발생기의 배출구 (discharge outlet)의 축에 평행한 방향으로 배치된다. 상기 수렴-발산 노즐들의 배출물들(collective discharges)은 실질적으로 축 방향을 따라 실질적으로 서로 평행하게 분출(project)된다. 다른 실시예에 따르면, 상기 수렴-발산 노즐들은 상기 불꽃 발생기의 배출구의 축을 중심으로 원주방향으로 배치되고, 상기 수렴-발산 노즐들은 상기 불꽃 발생기의 배출구의 축으로부터 방사상으로 외측으로 연장되고 (extend radially outwardly), 상기 수렴-발산 노즐들 각각의 배출물들은 상기 불꽃 발생기의 배출구의 축에 대해 방사상으로 분출 (project)된다. 또 다른 실시예에 따르면, 적어도 하나의 수렴-발산 노즐은 불꽃 발생기의 배출구 (discharge outlet)의 축과 평행한 방향으로 배치되고, 그 배출물 (its discharge)은 실질적으로 축 방향을 따라 실질적으로 서로 평행하게 분출(project)된다. 적어도 하나의 수렴-발산 노즐은 상기 배출구의 축으로부터 방사상으로 외측으로 연장되고 (extends radially outwardly), 그 배출물 (its discharge)은 상기 축에 대해 방사상으로 분출 (projects)된다. 또 다른 실시예에 따르면, 상기 수렴-발산 노즐들은 상기 불꽃 발생기의 배출구의 축과 평행한 방향 중 적어도 하나를 따라 배치되고, 상기 수렴-발산 노즐들의 배출물들(collective discharges)은 실질적으로 축 방향을 따라, 실질적으로 서로 평행하게, 상기 불꽃 발생기의 배출구의 축을 중심으로 원주방향으로 분출(project)되고, 상기 수렴-발산 노즐들은 상기 축으로부터 방사상으로 바깥쪽으로 연장되고 (extend radially outwardly), 상기 수렴-발산 노즐들의 배출물들 (their respective discharges)은 상기 축에 대해 방사상으로 분출 (projects)된다.
본 발명의 전술한 특징 및 기타 특징 및 이점은 첨부 도면 및 바람직한 실시예에 대한 하기 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다. 도면은 본 발명에 대한 설명 목적으로 작성된 것이며 스케일을 특정한 것은 아니다 (not to scale). 상세한 설명 및 도면은 단지 본 발명을 예시하는 것이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다. 권리범위는 첨부된 청구범위 및 그 균등물에 의해 정해진다.
도 1은 종래 기술에 따른 불꽃 발생기의 단순화된 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압 장치의 단순화된 측단면도이며, 화재 진압 장치는 수렴-발산 노즐 (convergent-divergent nozzle)이 구비된 불꽃 발생기 (pyrotechnic generator)를 포함한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압 장치의 단순화된 측단면도이며, 수렴-발산 노즐을 구비한 불꽃 발생기; 및 공기 흡입 구조 (air eduction structural features)를 포함한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화재 진압 장치의 단순화된 측단면도이며, 수렴-발산 노즐을 구비한 불꽃 발생기; 냉각 매체 (cooling media); 및 스크린 (screens)을 포함한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화재 진압 장치의 단순화된 측단면도이며, 복수의 수렴-발산 노즐을 갖는 불꽃 발생기; 공기 흡입 (air eduction); 냉각 매체; 및 스크린을 포함한다. 일 실시예에 따르면, 노즐은 평행하고, 배출물은 축 방향을 따라 배출된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 화재 진압 장치의 단순화된 측단면도이며, 불꽃 발생기를 포함한다. 불꽃 발생기 (pyrotechnic generator)는 공기 흡입 장치 (air eduction)가 구비되어 있으며, 방사상으로 배치된 복수의 수렴 발산 노즐을 갖는다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 화재 진압 장치의 단순화된 측단면도이며, 불꽃 발생기를 포함한다. 불꽃 발생기는 축 방향 배출 구조의 연장된 발전기/노즐를 구비한다.
도 8은 도 7의 실시예에 따른 화재 진압 장치의 간략화된 축방향 단면도이다.
도 9는 수렴-발산 노즐의 다양한 성능 특성을 보여주는 그래프이다.
도 10은 잠재적인 화재 위험물이 위치한 인클로저에 대한 개략도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 에어로졸 제품 (aerosol product)의 개략도이다. 에어로졸 제품은 도 10에 예시된 화재 위험물 상부에 배치되어 있다.
도 12는 에어로졸 제품의 다른 배치에 대한 본 발명의 또 다른 실시예이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예이며, 감지 및 작동 시스템과 결합된 에어로졸 제품의 배치를 보여준다.
본 발명은 많은 상이한 형태의 실시예가 가능하다. 도면에 도시되고 본 명세서에 상세하게 설명된 특정 실시예들은 본 발명의 예시에 불과하며, 본 발명의 권리범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
본 발명 및 첨부 도면은 해당 기술 분야의 기술자가 본 발명을 실시할 수 있도록 도면 부호를 참조하여 설명될 것이다. 도면 및 상세한 설명은 본 발명의 다양한 측면에 대한 예시이며, 첨부된 청구범위의 범위를 좁히는 의도로 제시된 것은 아니다. 특별히 언급되지 않는 한, 명세서 및 청구범위의 단어 및 구문은 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명백하고 통상적이며 익숙한 의미로 해석되어야 한다. 발명가는 스스로 사전 편찬자 (their own lexicographers)가 될 수 있다. 본 발명자가 사전 편찬자로서 의도하는 바는, 명시하지 않는 한, 본 발명의 명세서 및 청구범위에서 사용되고 있는 용어는 통상적이고 일반적인 의미로 해석되어야 한다는 것이다.
해당 용어에 대한 "특별한" 정의가 명시적으로 제시되고, 그 용어가 통상적이고 일반적인 의미와 어떻게 다른지에 대해서 명확하게 제시되어 있지 않는 한, 모든 용어는 통상적이고 일반적인 의미로 해석되어야 한다. "특별한" 정의를 적용하고자 하는 의도에 대한 명백한 진술이 없다면, 발명자가 의도하는 바는 본 발명의 상세한 설명 및 청구범위를 해석함에 있어서, 주어진 용어를 단순하고, 통상적이며, 일반적인 의미로 해석해야 한다는 것이다.
본 발명자들은 또한 영어 문법의 일반적인 계율 (normal precepts of English grammar)을 알고 있다. 따라서 명사, 용어 또는 구가 어떤 방식으로 더 특성화, 지정 또는 축소되도록 의도된 경우 (intended to be further characterized, specified, or narrowed in some way)에는, 해당 명사, 용어 또는 구가 영어 문법의 일반 규칙에 따라 형용사, 설명 용어 또는 기타 수식어가 부가될 것이다. 이러한 형용사, 설명 용어 또는 수식어가 추가로 사용되지 않는 경우에는, 이러한 명사, 용어 또는 구는 해당 기술 분야의 기술자에게 통상적이고 일반적인 영어의 의미로 해석되어야 한다.
또한, 본 발명자들은 35 U.S.C. § 112(f) 또는 pre-AIA 35 U.S.C. § 112 ~ 6의 특별 조항의 기준과 적용에 대해 충분히 알고 있다. 따라서, 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에서 "기능", "수단" 또는 "단계"라는 용어가 사용되었더라도, 이것이 35 U.S.C. § 112(f) 또는 pre-AIA 35 U.S.C. § 112 ~ 6의 특별 조항에 따라 이 용어들을 해석해야 한다는 것은 아니다. 반대로, 35 U.S.C. § 112(f) 또는 pre-AIA 35 U.S.C. § 112 ~ 6에 따른 해석을 의도하는 경우에는, 청구범위에서 정확히 "~을 위한 수단" 또는 "단계를 위한" 및 특정 기능(예: "로스팅을 위한 수단")과 같은 명확한 문구를 사용할 것이며; 이러한 기능을 설명하는 어떠한 구조, 재료, 또는 행위 등이 명확하게 제시되지 않은 채로 이러한 문구가 사용될 것이다. 따라서, 비록 청구범위에서 "...을 위한 수단" 또는 "...을 위한 단계"라는 문구가 사용되었다 하더라도, 그러한 기능을 수행할 수 있는 특정 구조, 재료 또는 동작이 동시에 언급되어 있다면, 이러한 용어는 35 U.S.C. § 112(f) or pre-AIA 35 U.S.C. § 112 ~ 6의 조항에 따라서 해석되어서는 안된다는 것이 발명자의 의도이다. 또한, 설령 본 발명이 35 U.S.C. § 112(f) 또는 pre-AIA 35 U.S.C. § 112 ~ 6 조항에 따라 해석되는 경우라 하더라도, 본 발명의 권리범위가 실시예에 예시된 특정 구조, 재료 또는 행위에만 한정되어서는 안된다. 오히려, 본 발명의 권리범위는 청구항에 기재된 기능을 수행할 수 있는 모든 구조, 재료를 포함하며, 나아가 현재 또는 미래에 개발되는 등가 구조, 재료 또는 행위를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
후술되는 상세한 설명에서는 다양한 세부적 사항 (specific details)이 제시된다. 이러한 세부 사항은 본 발명을 상세힐 설명하기 위한 목적으로 제시되는 것이며, 본 발명을 다양한 측면에서 철저히 이해할 수 있도록 돕기 위한 것이다. 그러나, 이러한 구체적인 세부사항을 제시하지 않더라도 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자들은 본 발명을 충분히 이해하고 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 이해하는데 방해가 되지 않도록, 공지된 구조 및 장치에 대한 설명은 상대적으로 간략하게 제시될 것이다. 많은 경우에, 특히 동작이 소프트웨어로 구현되어야 하는 경우, 동작에 대한 설명만로도 본 발명의 다양한 형태를 구현하는 충분하다. 개시된 발명이 적용될 수 있는 많은 상이한 또 다른 구성, 장치 및 기술이 존재함을 주목해야 한다. 따라서, 본 발명의 권리 범위는 하기에 기술되는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명의 다양한 양태는 기능 블록 구성요소 (functional block components) 및 다양한 처리 단계 (various processing steps)로 설명될 수 있다. 이러한 기능 블록은 지정된 기능을 수행하고 다양한 결과를 달성하도록 구성된 임의의 수의 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 본 발명에서 제시된 다양한 대표적 실시예들 (various representative implementations)는 불꽃 기반 화재 진압 (pyrotechnics-based fire suppression)와 관련된 시스템이라면 어디에나 적용될 수 있다. 따라서, 불꽃으로 생성된 화재 진압 물질의 생성 및 분산을 달성하기 위한 개선된 장치, 시스템 및 방법이 개시되어 있다. 그러나 이에 제한되지 않으며, 본 발명의 시스템 및 장치는 다른 화재 진압 장치 및 방법에도 본 발명에서 언급된 구조와 방법을 이용할 수 있다. 마찬가지로, 본 발명에서 제시된 방법은 다른 시스템이나 장치에도 본 발명에서 언급된 구조와 방법을 적용할 수 있다. 본 발명은 상세한 설명에 예시된 다양한 실시예의 요소 또는 구조의 조합을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다. 본 발명의 청구범위의 범위를 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명에 수많은 변경 또는 변형이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 본 발명에서는 장치의 특정 재료 및/또는 제조 방법이 제안되어 있더라도 이에 한정되는 것은 아니며, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위내에서 특정 애플리케이션의 요구사항을 충족하기 위해 소망하는 바에 따라 또는 필요에 따라 다른 재료 및/또는 제조 방법을 선택할 수 있다.
도 1은 공지된 구성에 따른 불꽃 에어로졸 발생기(10)의 단순화된 측단면도이다.
냉각 매체와 스크린으로 인해 화재 진압제 방출 (fire suppression agent discharge)이 느려진다. 초기 작용제 증기 (initial agent vapor)는 냉각 매체를 만나면서 액체로 냉각되고, 발생기가 연소를 마친 후 발생기 밖으로 방울져 떨어진다 (drips out of the generator). 열 충격으로 인해 발생기 (generator) 내부의 뜨거운 증기는 종종 냉각 매체 (cooling media)를 파괴한다. 그로 인해, 냉각 매체는 매우 뜨거운 금이 간 물질 형태로 배출되면서 손상을 유발시킨다. 발생기(10)는 통상 화재 진압 시스템에 사용되며, 냉각 매체는 발생기(10)와 최종 분산 노즐 (dispersion nozzle) 사이에 배치된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화재 진압 장치(20)의 단순화된 측단면도이다. 화재 진압 장치(20)는 불꽃 발생기(22)를 구비하고 있으며, 불꽃 발생기(22)는 수렴-발산("C-D") 노즐(24)을 포함하고 있다. 불꽃 발생기로부터의 생성된 연소 생성물은 C-D 노즐(24)로 직접 전달된다. 즉, 어떠한 중간 냉각 매체 (intervening cooling media) 또는 다른 구조를 거치지 않고 C-D 노즐(24)로 직접 전달된다. 일반적으로 수렴-발산 노즐은: 배출에 대한 증가된 모멘텀 (increased momentum to the discharge), 냉각기 배출 (cooler discharge); 및 더 낮은 압력 (lower pressures)을 제공하는 것으로 알려져 있다. 이는 온도와 압력 에너지가 모멘텀(운동량)으로 변환되기 때문이다. "슬래그" 감소 (Improvements in reducing "slag), 방출물 냉각 (cooling the discharge), 방출 모멘텀 증가 및 지속 시간 증가 (increasing the momentum and duration of the discharge)와 같은 효과는 발생기와 수렴-발산 노즐을 함께 채용했기 때문이다. 보다 구체적으로, 발생기와 수렴-발산 노즐을 함께 결합한 결과 얻어지는 추가적인 특성 및 설계 변경으로 인해 이러한 효과가 발생한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압 장치(30)의 단순화된 측단면도이다. 화재 진압 장치(30)는 불꽃 발생기(32)를 포함한다. 불꽃 발생기(32)의 출구에는 C-D 노즐(34)이 직접 결합되어 있다. 쉘 또는 덕트(36)가 불꽃 발생기(32)에 작동 가능하게 결합되어 있으며, C-D 노즐(34)을 둘러싸고 있다. 쉘 또는 덕트(36)에는 복수의 입구(38)가 형성되어 있다. 발생기(32)가 동작하는 동안, 주변 공기는 입구(38)를 통해 유입되고 C-D 노즐(34)을 빠져나가는 연소 생성물의 흐름을 따라 이동 (entrained in the flow)한다. 수렴-발산 노즐로 증가된 배출 모멘텀(운동량)은 배출물 (discharge)이 외부 공기에 의해 추가로 냉각되도록 유도한다. 배출제의 냉각 개선 외에도, 고체(또는 기타) 냉각 매체에 대한 요구 사항 (requirement)이 낮아진다. 그 결과, 슬래그 생성이 줄고 화재 진압제의 배출물에 대한 흐름 저항이 줄어든다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화재 진압 장치(40)의 단순화된 측단면도이다. 화재 진압 장치(40)는 불꽃 발생기(42)를 포함하며, C-D 노즐(44)이 불꽃 발생기(42)에 직접 결합되어 있다. C-D 노즐(44)의 출구 바로 하류에는 냉각 매체(46)와 스크린(48)이 배치되어 있다. 노즐(44)을 채용할 경우의 장점은 덜 견고한 냉각 매체 (less robust cooling media) 및/또는 스크린을 사용하더라도 만족스러운 화재 진압 성능을 유지하면서 장치(40)의 비용 및 재료 요건을 낮출 수 있다는 점이다. 수렴-발산 노즐 (convergent-divergent nozzle)은 계속해서 고체 냉각 매체 및 스크린 (solid cooling media and screens)과 호환성이 있고 (compatible with), 추가 냉각을 제공하고 화염 방출을 방지한다. 냉각 매체를 줄이고 냉각 매체에 대한 열 충격이 줄어들면, "슬래그"가 크게 감소한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화재 진압 장치(50)의 단순화된 측단면도이다. 화재 진압 장치(50)는 불꽃 발생기(51) 및 복수개의 C-D 노즐(52)을 포함한다. 복수개의 C-D 노즐(52)은 발생기(51)의 연소실에 직접 연결된다. 도 5의 실시예에서, 노즐(52)은 각각의 배출물이 실질적으로 평행한 방향으로 배출되도록 배열된다. 장치(50)는 상술된 바와 같이, 공기 유도를 위한 쉘(54) 및 구멍(56)을 선택적으로 더 포함한다. 또, 원하는 경우에 또는 필요한 경우에 냉각 매체(58) 및/또는 스크린(59)을 선택적으로 추가로 더 포함한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압 장치(60)의 단순화된 측단면도이다. 불꽃 발생기(62) 및 복수의 CD 노즐(64)을 포함한다. 복수의 CD 노즐(64)은 발생기(62)의 연소실에 직접 결합되고, 방사상으로 배열된다. 공기 유도는 내부에 구멍(68)이 형성된 원형 플레이트(66)를 이용하여 수행될 수 있다. 대안으로, 플레이트(66) 및 구멍(68)은 둘 다 환형 (annular)일 수 있다. 도 6의 실시예에서, 냉각 매체 또는 스크린은 도시되어 있지 않지만, 변형 실시예에서, 이러한 구조가 필요에 따라 추가될 수 있다. 이 경우, 냉각 매체 또는 스크린은 노즐 주변부를 둘러싸는 후프 또는 환형 구조 (oop or annular structure surrounding the periphery of the nozzle section)로 배열될 수 있다. 도시되지 않은 또 다른 실시예에서, 노즐은 축 방향으로 배열되거나, 방사상으로 배열되거나, 구형으로 배열 될 수 있고, 또는 이들의 조합일 수도 있다.
도 7은 화재 진압 장치(70)의 단순화된 측단면도이다. 화재 진압 장치(70)는 긴 불꽃 발생기(72: elongated pyrotechnic generator) 및 C-D 노즐(74)을 포함한다. 도 8은 장치(70)의 축방향 단면도이다. 실내에서 배출물이 최적상태로 혼합되도록 하기 위해, 증가된 모멘텀(운동량)을 제공하는 동시에 더 길고 좁은 챔버를 사용할 수 있다. 그 결과, 훨씬 더 긴 연소 시간을 제공할 수 있다. 이러한 구조를 채용하면, 발생기의 연소 지속 시간을 연장할 수 있다. 즉, 발생기가 소정 부피의 반응물(comparable volume of reactant)을 더 오랜 시간동안 연소할 수 있다.
도 9는 C-D 노즐의 다양한 성능 특성을 나타내는 그래프이다.
도 10-13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어로졸 화재 진압제를 도시한다. 에어로졸 화재 진압제는 불꽃 에어로졸 작용제를 포함한다. 불꽃 에어로졸 작용제는 열 및/또는 화염에 대한 노출을 통해 방출된다. 불꽃 에어로졸 작용제의 형상은, 일 실시예에 따르면, 불꽃 에어로졸 작용제가 함침된 물질 덩어리 (in the form of a body of material) 형상일 수 있고, 다른 실시예에 따르면, 시트 (sheet) 형상일 수 있다. 잠재적인 화재 위험물 (potential fire hazard)의 상부 또는 부근에 시트 (sheet)를 전략적으로 배치할 수 있다. 시트, 코팅 등과 같은 에어로졸 작용제 패널 (aerosol agent panels)은 다른 에어로졸 소화 시스템 (other aerosol extinguishing systems)이 적용되기 어려운 협소한 공간에 적합하며, 또한 작용제 분배 (distribution of the agent)에 상당한 장애물이 있는 환경에서 특히 적합하다. 다른 실시예에 따르면, 도 1 및 도 2의 실시예와 관련하여 설명된 바와 같이, 에어로졸 작용제 시트 또는 코팅 (aerosol agent sheet or coating)은 노즐을 통해 분산된 불꽃 화재 진압제 (pyrotechnic fire suppression agent)의 보충물 또는 보완재 (supplement)로 제공될 수 있다. 상기에서는, 화재 진압제가 내부에 함침된 시트 형태에 대해 예시하고 있으나, 이 외에도 다른 기하학적 구조도 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주되어야 한다. 덩어리 형태의 함침된 재료 외에도 다음과 같은 구조도 고려될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다: 연성, 경성, 이들의 조합 중 하나 (one of flexible, rigid, a combination thereof); 및 실린더, 피라미드, 프리즘, 직육면체(예: 벽돌 모양의 블록 또는 큐브), 구, 불규칙한 쉘, 이들의 조합 중 하나인 모양; 및 속이 빈, 속이 찬, 속이 차있지만 다공성인 (hollow, solid-through, solid but porous throughout); 이들의 조합 중 하나.
도 10은 대표적인 인클로저(80)의 개략도이다. 잠재적인 화재 위험물(82)이 인클로저(80)의 내부에 배치되어 있다. 진압 대상이 되는 위험 (hazard to be protected)은 예를 들어, 실질적인 누출 방지 (leak-proof), 약간의 누출 (minor leakage) 등과 같은 오염 (containment)일 수 있다. 이들은 대표적인 화재 위험물 (potential fire hazard)이라 할 수 있다. 화재 위험물은 인클로저 내부에 위치한다. 화재의 등급은 A등급(일반 가연성), B등급(인화성 액체) 또는 C등급(전기 화재)일 수 있으며, 여기에는 배터리 화재이거나, 또는 다른 종류의 에너지 물질?이들의 상당수는 이 글을 쓰는 시점에서 A, B 또는 C 등급으로 분류되고 있지 않는 물질들이다-과 관련하여 유발되거나 지속되는 화재를 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 에어로졸 제품(84: aerosol product)의 개략도이다. 에어로졸 제품(84)은 도 10에 예시된 화재 위험물(82)의 상부에 위치하고 있다. 시트, 패널 또는 기타 형상을 갖는 에어로졸 작용제 (aerosol agent)가 인클로저(80)에 끼워질 수 (fitted within the enclosure) 있다. 작용제의 양과 위치는 부피, 사용 가능한 공간, 누출, 장애물에 따라 다르다. 고에너지 위험물에 있어서, 원치 않는 화재는 에어로졸 작용제의 연소를 개시하기에 충분한 에너지, 화염 및/또는 열을 제공한다. 가장 간단한 배열에서는, 화재 감지가 필요하지 않으며 소화 기능 (fire extinguishing capability)이 자동으로 작동한다. (불꽃 발생기에서 사용되는) 에어로졸 펠릿을 만들거나 또는 함침 시트 상부에 사용되는 물질은 다음 중 하나 또는 그 이상을 포함하지만, 이에 국한되지는 않는다: 질산칼륨; 탄산 칼륨; 에폭시 또는 유기 수지; 디시안디아미드(DCDA); 마그네슘 (potassium nitrate; potassium carbonate; epoxies or organic resins; dicyandiamide (DCDA); magnesium). 불꽃 발생기 또는 함침 시트를 설계할 때, 화재 진압 에어로졸의 생산 속도는 다음 요소들을 포함한 다양한 요소에 의해 결정되지만 이에 국한되는 것은 아니다: 특정 화학 조성; 시트의 표면 영역 또는 노즐 영역 및/또는 발생기의 챔버 체적, 시트 또는 패널의 모양 및/또는 두께; 세라믹 "페인트"와 같은 억제 코팅(시트, 패널 또는 발생기 펠릿)의 사용.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 개략도이며, 에어로졸 제품(84)의 또 다른 배치, 또는 예를 들어 복수개의 층(86, 88)을 도시한다. 원하는 경우, 더 많은 층이 제공될 수 있다. 에어로졸 제품(84)의 에어로졸 작용제 (aerosol agent)는 인클로저(80) 및 화재 위험물(82)에 가장 적합하게 배치될 수 있다. 일단 개시되면, 에어로졸 물질 (aerosol materials)의 에너지 때문에 모든 에어로졸 작용제 (aerosol agent)가 작동한다 (actuate). 설치된 에어로졸 작용제 시트/패널 또는 폼 (aerosol agent sheets/panels or forms)이 서로 접촉하지 않는 경우에도, 근처의 에어로졸 작용제가 연소하기 시작하면서 소화제 (extinguishing agent)를 생성한다. 다른 실시예에 따르면, 층(86, 88)은 상이한 에어로졸 물질 (aerosol materials)로 제조된다. 이들 층은 문제의 특정 화재 위험물(82)의 성질에 적합하도록 서로 다른 온도에서 전개 (deploy)된다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예의 개략도이며, 감지 및 작동 시스템과 결합된 에어로졸 제품(84)의 배치를 도시한다. 에어로졸 작용제 물질 (aerosol agent materials)은 화재로 인해 발생한 상당한 화염 또는 에너지로 인해 자체 발화한다. 또는 화재로 인해 발생한 에너지가 자연 발화에 충분하지 않거나 또는 좀 더 확실한 발화를 원하는 경우에는, 화재 감지기(92) 및 전기 발화기(94)를 추가할 수 있다. 화재 감지는 연기, 열, 화염 감지기 및/또는 수동 작동 스테이션(90: manual actuation stations)을 사용할 수 있다.
화재 감지 시스템 (fire detection system)을 이용하여 화재 진압 에어로졸 발생기 또는 시트를 작동시킨다. 이러한 방식에 부가적으로 또는 이런 방식의 대안으로,
프로세스 모니터링 시스템(도시되지 않음)으로부터 수신된 신호를 이용하여 작동시킬 수도 있다. 이때, 프로세스 모니터링 시스템은 잠재적으로 화재를 진압할 수 있는 장비를 모니터링 하기 위해 제공된다. 예를 들어, 차량의 배터리가 위치하도록 구획된 공간 (battery compartment)을 보호하고자 하는 경우(즉, 그 공간이 보호대상이 되는 경우), 제어 장치에 신호를 보내는 전용 화재/연기 센서가 제공되고, 추가로 모니터링 시스템을 구비한 배터리 뱅크가 제공된다. 모니터링 시스템은 배터리 뱅크의 오작동을 감지할 수 있다. 오작동이 발생하면 연기 또는 화염이 발생하지도 않은 상태에서 발화 또는 폭발이 일어날 수 있다.
상술한 패널, 모양 또는 코팅(84) (panels, shapes or coatings)은 인클로저(80), 예를 들어, 배터리 인클로저 (80)의 천장/상부, 벽 및 바닥/하부에 적용된다. 작용제가 점화되면, 패널, 모양 또는 코팅(84)은 작용제 (agent)가 인클로저/방 (enclosure/room)으로 직접 분출되도록 한다.
작용제가 연소되면 (agent combustion) 소화 에어로졸 (extinguishing aerosol)이 생성된다. 화염 또는 화재로 유발된 고열에 의해 작용제의 연소 작업이 직접적으로 개시될 수 (initiated) 있다. 또는, 열, 연기 또는 화염 센서를 사용하는 다양한 화재 감지 시스템(90, 92, 94)을 이용하여 의해 작용제의 연소 작업을 개시할 수도 있다. 또는 에어로졸 작용제에 장착된 개시제를 전기적으로 작동시키는 수동 작동 스테이션을 이용하여 작용제의 연소 작업을 개시할 수도 있다. 열에 의해 작동되는 (thermally actuated) 유형의 개시제, 또는 보호 대상이 되는 구획된 공간 (compartment)의 온도 상승을 이용하는 기계적 유형의 개시제, 또는 수동적이고 기계적인 수단을 이용하여 개시제 (initiator)를 작동시키는 유형도 있다.
본 명세서에 개시된 실시예들은 바람직한 예시로 제시되었지만, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 한 이외에도 다양한 변경 및 수정된 실시예가 가능하다. 본 발명의 권리 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해지며, 균등물에 해당되는 모든 변경 및 수정은 본 발명의 권리범위에 포함되어야 한다.
본 발명이 상기 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않는 한, 그 실시예에 대한 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 전술한 설명 및 관련 도면에 설명된 내용과 장점을 바탕으로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 기술자는 다양한 수정예와 다른 실시예를 도출할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 개시된 특정 실시예로 제한되지 않으며, 수정예 및 다른 실시예 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다. 본 명세서에서 사용된 용어들은 일반적이고 설명적인 의미로 사용되었으며, 권리를 제한할 의도로 사용된 것은 아니다.

Claims (21)

  1. 에어로졸 물질 (aerosol material) 및 불꽃 발생기 (pyrotechnic generator) 중 하나 이상을 포함하며,
    상기 에어로졸 물질은 잠재적인 화재 위험물 상부에 또는 잠재적인 화재 위험물와 물리적으로 근접한 위치에 배치되고,
    상기 에어로졸 물질은 열 또는 화염 중 적어도 하나에 노출됨으로써 작동되며 (actuated),
    상기 에어로졸 물질에는 개시제 (initiator)가 결합되어 에어로졸 화재 진압 물질 (aerosol fire suppression substance)의 구동을 촉진하며,
    상기 에어로졸 물질의 형상은 다음 중 적어도 하나이고: 에어로졸 화재 진압 물질이 함침된 연질 시트 (flexible sheet), 에어로졸 화재 진압 물질이 함침된 경질 시트 (rigid sheet), 잠재적 화재 위험물의 상부 또는 잠재적 화재 위험물와 물리적으로 근접한 표면에 적용된 코팅 (coating); 실린더, 피라미드, 프리즘, 직육면체 (rectangular parallelepiped), 구, 불규칙한 쉘 (irregular shell), 이들의 조합 중 적어도 하나의 형태를 갖는 3차원 솔리드 (three-dimensional solid); 속이 빈 (hollow), 관통형 (solid-through), 속이 차고 다공성인 (solid but porous throughout) 구조 중 하나; 및 이들의 조합,
    상기 불꽃 발생기 (pyrotechnic generator)는 작동 시 화재 진압제 (fire suppression agent)를 생성하며,
    상기 불꽃 발생기 (pyrotechnic generator)는 (i) 출구를 갖는 연소실 및 (ii) 상기 연소실의 출구에 직접 결합된 적어도 하나의 수렴-발산 노즐 (convergent-divergent nozzle)을 포함하며,
    상기 수렴-발산 노즐은 잠재적 화재 위험물을 향하여 배치된 것
    을 특징으로 하는 화재 진압 시스템.
  2. 에어로졸 물질 (aerosol material)을 포함하며,
    상기 에어로졸 물질은 잠재적인 화재 위험물 (potential fire hazard) 상부에 또는 잠재적인 화재 위험물와 물리적으로 근접한 위치에 배치되며,
    상기 에어로졸 물질은 열 또는 화염 중 적어도 하나에 노출됨으로써 작동되며,
    상기 에어로졸 물질의 형상은 다음 중 적어도 하나: 에어로졸 화재 진압 물질이 함침된 물질 덩어리 (body of material impregnated with an aerosol fire suppression substance); 및 잠재적인 화재 위험물의 상부 또는 잠재적인 화재 위험물과 물리적으로 근접한 표면에 적용된 코팅 (coating)인 것
    을 특징으로 하는 화재 진압 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 에어로졸 화재 진압 물질이 함침된 물질 덩어리 (body of material impregnated with an aerosol fire suppression substance)는: 연성, 강성 또는 이들의 조합 중 하나이고; 및 실린더, 피라미드, 프리즘, 직육면체 (rectangular parallelepiped), 구, 불규칙한 쉘 (irregular shell), 이들의 조합 중 하나의 형상을 가지며; 및 속이 빈 구조 (hollow), 관통형 구조 (solid-through), 속이 찼고 다공성인 구조 (solid but porous throughout), 및 이들의 조합 중 하나의 구조를 갖는 것
    을 특징으로 하는 화재 진압 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 에어로졸 화재 진압 물질은 질산칼륨 (potassium nitrate); 탄산 칼륨 (potassium carbonate); 에폭시 (epoxies) 또는 유기 수지 (organic resins); 디시안디아미드(dicyandiamide; DCDA); 및 마그네슘 (magnesium) 중 적어도 하나를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 화재 진압 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 에어로졸 물질은 복수개 층의 에어로졸 화재 진압 물질 (a plurality of layers of aerosol fire suppression substance)을 포함하는 것
    을 특징으로 하는 화재 진압 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수개 층은 적어도 2개 층이며,
    제1층의 에어로졸 화재 진압 물질은 제2층의 에어로졸 화재 진압 물질과 상이한 것
    을 특징으로 하는 화재 진압 시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 화재 진압 시스템은 개시제 (initiator)를 더 포함하며,
    상기 개시제 (initiator)는 상기 에어로졸 물질에 결합되어 에어로졸 화재 진압 물질 (aerosol fire suppression substance)의 구동을 촉진하는 것
    을 특징으로 하는 화재 진압 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 화재 진압 시스템은 화재 감지기를 더 포함하며,
    상기 화재 감지기는 상기 개시제에 결합되며,
    소정의 온도를 초과하는 열, 화염, 소정의 농도를 초과하는 연소 생성물 (combustion products), 소정 성분 (at least predetermined constituent)을 갖는 연소 생성물 (combustion products) 중 적어도 하나가 검출되면, 상기 화재 감지기가 상기 개시제를 구동시키는 것
    을 특징으로 하는 화재 진압 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 화재 진압 시스템은 제어장치 (control apparatus)를 더 포함하며,
    상기 제어장치는 상기 개시제 및 상기 에어로졸 물질에 결합된 것
    을 특징으로 하는 화재 진압 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어장치는 수동 작동기 (a manual actuator)를 포함하며,
    사람이 상기 수동 작동기를 선택적으로 작동시킴으로써 (selectively actuated) 상기 개시제가 구동되는 것
    을 특징으로 하는 화재 진압 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 화재 진압 시스템는 화재 감지기 (fire detector)를 더 포함하며,
    상기 화재 감지기는 상기 개시제 및 상기 제어 장치와 결합되어 있으며,
    소정의 온도를 초과하는 열 (heat in excess of a predetermined temperature), 화염 (flame), 소정의 농도를 초과하는 연소 생성물 (combustion products), 소정의 성분 (at least predetermined constituent)을 갖는 연소 생성물 (combustion products) 중 적어도 하나가 검출되면, 상기 화재 감지기가 상기 개시제를 구동시키는 것
    을 특징으로 하는 화재 진압 시스템.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 화재 위험물 (fire hazard)은 장치 (device) 및 프로세스 시스템 (process system) 중 적어도 하나를 포함하며,
    상기 제어 장치는 모니터링 장치 (monitoring apparatus)에 결합되고,
    상기 모니터링 장치는 상기 장치의 작동을 모니터링하는 것
    을 특징으로 하는 화재 진압 시스템.
  13. 불꽃 발생기 (pyrotechnic generator); 및 적어도 하나의 수렴-발산 노즐 (convergent-divergent nozzle)을 포함하며,
    상기 불꽃 발생기 (pyrotechnic generator)는 작동 시 화재 진압제 (fire suppression agent)를 생성하며, 배출구(outlet)를 갖는 연소실 (combustion chamber)을 포함하며,
    상기 수렴-발산 노즐 (convergent-divergent nozzle)는 상기 연소실의 상기 출구에 직접 연결되는 것
    을 특징으로 하는 화재 진압 장치 (fire suppression apparatus).
  14. 제13항에 있어서,
    상기 화재 진압 장치는 공기 유도 쉘 (air induction shell)을 더 포함하며,
    상기 공기 유도 쉘은 불꽃 발생기에 결합되고, 상기 적어도 하나의 수렴-발산 노즐을 둘러싸며,
    상기 공기 유도 쉘은 내부에 하나 이상의 구멍 (aperture)을 가지며,
    주변 공기 (surrounding environmental air)가 상기 구멍을 통해 상기 화재 진압 장치로 유입되고, 상기 적어도 하나의 수렴-발산 노즐에서 형성된 배출 흐름을 따라 상기 화재 진압 장치로부터 배출되는 (educted and entrained) 것
    을 특징으로 하는 화재 진압 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 화재 진압 장치는 적어도 하나의 냉각 매체를 더 포함하며,
    상기 적어도 하나의 냉각 매체는 상기 적어도 하나의 수렴-발산 노즐의 출구의 하류에 배치된 것
    을 특징으로 하는 화재 진압 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 화재 진압 장치는 스크린을 더 포함하며,
    상기 스크린은 상기 적어도 하나의 수렴-발산 노즐의 출구의 하류에 배치된 것
    을 특징으로 하는 화재 진압 장치.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 수렴-발산 노즐은 복수개의 수렴-발산 노즐 (a plurality of convergent-divergent nozzles)을 더 포함하는 것
    을 특징으로 하는 화재 진압 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 수렴-발산 노즐들은 상기 불꽃 발생기의 배출구 (discharge outlet) 축에 평행한 방향으로 배치되고,
    상기 수렴-발산 노즐들의 배출물들(collective discharges)은 실질적으로 상기 축 방향을 따라 실질적으로 서로 평행하게 분출(project)되는 것
    을 특징으로 하는 화재 진압 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 수렴-발산 노즐들은 상기 불꽃 발생기의 배출구의 축을 중심으로 원주방향으로 배치되고,
    상기 수렴-발산 노즐들은 상기 불꽃 발생기의 배출구의 축으로부터 방사상으로 외측으로 연장되고 (extend radially outwardly),
    상기 수렴-발산 노즐들 각각의 배출물들은 상기 불꽃 발생기의 배출구의 축에 대해 방사상으로 분출되는 (project) 것
    을 특징으로 하는 화재 진압 장치.
  20. 제13항에 있어서,
    적어도 하나의 수렴-발산 노즐은 상기 불꽃 발생기의 배출구 (discharge outlet)의 축과 평행한 방향으로 배치되고, 그 배출물 (its discharge)은 실질적으로 상기 축 방향을 따라 실질적으로 서로 평행하게 분출(project)되며,
    적어도 하나의 수렴-발산 노즐은 상기 배출구의 축으로부터 방사상으로 외측으로 연장되고 (extends radially outwardly), 그 배출물 (its discharge)은 상기 축에 대해 방사상으로 분출되는 (projects) 것
    을 특징으로 하는 화재 진압 장치.
  21. 제13항에 있어서,
    상기 수렴-발산 노즐들은 상기 불꽃 발생기의 배출구의 축과 평행한 방향 중 적어도 하나를 따라 배치되고,
    상기 수렴-발산 노즐들의 배출물들(collective discharges)은 실질적으로 상기 축 방향을 따라, 실질적으로 서로 평행하게, 상기 불꽃 발생기의 배출구의 상기 축을 중심으로 원주방향으로 분출(project)되고,
    상기 수렴-발산 노즐들은 상기 축으로부터 방사상으로 바깥쪽으로 연장되고 (extend radially outwardly),
    상기 수렴-발산 노즐들의 배출물들 (their respective discharges)은 상기 축에 대해 방사상으로 분출되는 (projects) 것
    을 특징으로 하는 화재 진압 장치.
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